El modelat per injecció és una tecnologia clau en la fabricació moderna i s’utilitza àmpliament en la producció de diversos productes plàstics. Les màquines de modelat per injecció i els equips auxiliars tenen un paper vital en el modelat per injecció i el seu rendiment i eficiència afecten directament la qualitat del producte i els costos de producció.
Aquesta guia pretén proporcionar -vos un coneixement complet de màquines d’emmotllament d’injecció i equips auxiliars, que cobreixen els tipus de màquines d’emmotllament d’injecció, principis de treball, processos de modelat per injecció, selecció d’equips auxiliars, manteniment i solucions a problemes comuns.
Què és una màquina de modelat per injecció?
Una màquina de modelat per injecció (també coneguda com a premsa econòmica) és un dispositiu que us ajudarà a crear articles de plàstic. El principi operatiu de Molder per injecció funciona de la manera següent: les substàncies de plàstic s’escalfen primer fins que arriben al punt de fusió, i el plàstic liquat es bombeja en una cavitat de matriu a pressió extremadament alta. En refredar i endurir, es produeix el component de plàstic necessari. Les màquines de modelat d’injecció quantitativa són capaces de fabricar parts de plàstic idèntiques de dimensions i contorns donades mitjançant la repetició contínua del cicle.
Components clau de les màquines de modelat per injecció
Una màquina de modelat per injecció consta de tres parts principals que funcionen perfectament per produir productes de plàstic de gran qualitat. Examinem detalladament cada component:
Unitat d'injecció
La unitat d'injecció serveix la funció de la calefacció i la barreja del material plàstic pelletitzat i injectant el líquid al lloc del motlle.
Hi ha diversos elements que inclouen tremuges, barrils de cargol i broquets.
A l’interior del barril, s’ajusta un eix giratori helicoïdal per girar que serveix per fondre, combinar i alimentar les mostres de plàstic per a una major expulsió dins del motlle.
Unitat de compactació
Aquesta unitat particular s'utilitza per obrir i tancar el motlle, i també proporciona una pressió de tancament suficient durant la injecció perquè el motlle no es pugui obrir.
Algunes de les seves parts constituents inclouen: Platens, barres de corbata, sistema d’orientació i cilindres de subjecció.
La quantitat de força de subjecció depèn del model de màquina de modelat per injecció i la mida dels productes injectats.
Sistema de control
Atès que regula i supervisa la majoria de processos realitzats en modelat per injecció, el sistema de control es pot semblar al 'sistema nerviós ' de la màquina de modelat d'injecció.
Per exemple, controla la velocitat, la pressió, la temperatura, el temps i altres variables per assegurar la qualitat del procés i del producte.
La majoria de les màquines de modelat d'injecció modernes estan dissenyades amb controls de pantalla tàctil i una estructura de PLC fàcil d'operar i garanteix nivells elevats d'eficiència de funcionament.
Classificació de màquines de modelat per injecció
Les màquines de modelat per injecció es poden dividir en tres categories segons el seu mode de tracció. Cadascun d'ells té les seves pròpies peculiaritats i camps d'aplicació:
Màquines de modelat per injecció hidràulica
Els sistemes hidràulics alimenten la injecció i les unitats de subjecció en màquines de modelat per injecció hidràulica.
Aquesta maquinària té freqüentment una major força d’injecció i subjecció, de manera que són ideals per produir peces grans i voluminoses.
Tot i que els sistemes hidràulics tenen respostes dinàmiques més lentes i pateixen més pèrdues tèrmiques, els preus d’aquestes màquines són molt inferiors.
Màquines de modelat per injecció elèctrica
En lloc de cilindres hidràulics, tots els components d'injecció i subjecció de les màquines de modelat d'injecció elèctrica són accionats per Motors.
A causa de tenir una gran precisió i ser ràpid en funcionament i baix en soroll, es consideren força adequats en la producció de parts complexes i elaborades de plàstic.
Les màquines de modelat per injecció elèctrica consumeixen menys energia, però el cost d’aquestes màquines és elevat.
Màquines de modelat per injecció híbrida
Els equips de modelat d'injecció híbrids estan dissenyats per combinar els avantatges que ofereixen les tecnologies hidràuliques i elèctriques.
Normalment tenen una unitat d'injecció elèctrica, mentre que la unitat de subjecció és hidràulica.
Aquest disseny incorpora una velocitat, una precisió i un rendiment sorprenents amb energia i cost mínims en contrast amb les màquines completament hidràuliques.
Procés de modelat per injecció
El procés de modelat per injecció de plàstic transforma els materials plàstics crus en parts enginyoses de precisió mitjançant una seqüència sistemàtica d’operacions. A continuació, es mostra un examen detallat del procés i els factors d’optimització de claus:
Comprensió del cicle de modelat per injecció
El procés global de modelat per injecció es completa després que s’incorporin quatre elements importants al sistema. Aquests elements són els responsables de la qualitat del producte final i de la productivitat del procés:
1. Plasticització del material i la injecció
El material en forma de grànuls es carrega a la unitat d'injecció de la tremuja del material.
El sistema de cargol d'injecció funciona a diferents temperatures per fondre i barrejar el material.
El plàstic fos a alta pressió s’injecta a la cavitat del motlle a la velocitat controlada.
2. Tancament i farciment de motlles de la cavitat
El tonatge s'aplica al Unitat de subjecció de la màquina de modelat per injecció per tancar i bloquejar les meitats del motlle.
Els sistemes de pinça hidràulica i elèctrica proporcionen la mateixa força amb precisió durant la injecció del material.
Massa pressió pot provocar flaix, però una pressió òptima de la injecció permet omplir completament la cavitat.
3. Part de refrigeració i solidificació de material
Les taxes de refrigeració es mantenen en funcionament dels sistemes de control de la temperatura del motlle
Els temporitzadors de refrigeració són específics del material de treball i ajuden a augmentar l'eficiència del cicle.
La solidificació controlada ajuda a evitar la flexió mantenint les mides dels productes.
Els dissenys innovadors de canals de refrigeració redueixen el temps del cicle.
4. Eliminació de peces i descans en cicle
Les parts acabades s’eliminen mitjançant sistemes d’expulsió automatitzats
L’augment de la velocitat d’obertura de motlles ràpid millora la productivitat
Els sistemes automatitzats per a la col·locació i eliminació de peces permeten un treball ininterromput
El cicle redueix el cost de la producció
Paràmetres de procés crític
El control eficaç del procés en modelat per injecció utilitza tres materials principals de components, motlles i ajustaments de la màquina que necessiten una especificació i regulació acurades:
Selecció de materials i les seves característiques
Els tipus de materials termoplàstics utilitzats en el procés de modelat són tan únics que es pot dir que defineixen el procés. La viscositat del material influeix en la pressió d'injecció que es requerirà, mentre que les propietats tèrmiques afecten com es controlarà de manera òptima els temps per al refrigeració. Si es coneix una taxa de contracció per a un determinat material, es poden definir molt les dimensions de les parts i la necessitat de compensació del motlle.
Enginyeria de motlles de precisió
El fabricant de motlles efectius implica múltiples components com ara sistemes de corredor, portes i canals de refrigeració. El disseny del formulari ha de contenir el sistema adequat de les obertures i els angles redactats per permetre l’eliminació fàcil de les parts sense falles.
Ajust dels paràmetres de control de la màquina
Es requereixen configuracions de precisió dels paràmetres de la màquina de modelat per injecció en cada etapa del cicle de modelat. Això també significa que els perfils de la velocitat d’injecció estan controlats, mantenint pressions, la temperatura de la zona del barril estan optimitzades per obtenir els millors resultats. Altres paràmetres importants són el control de la temperatura del motlle, la pressió posterior i el temps de la recuperació del cargol, que són crucials per a la qualitat de les parts produïdes.
Maquinària de suport per modelar la injecció
Les operacions que impliquen un modelat per injecció de plàstics no només comporten la màquina de modelat per injecció, sinó que també es complementen per diverses maquinàries de suport. Aquestes peces d’equips auxiliars tenen un paper clau en la millora del procés d’extrusió de fosa calenta augmentant la seva eficiència, qualitat i coherència.
Paper de la maquinària auxiliar en els processos de modelat per injecció
La maquinària auxiliar té quatre papers principals en els processos de modelat per injecció. Primer, impedeix el deteriorament de les matèries primeres proporcionant el maneig i la preparació correctes. En segon lloc, proporciona un control de calor adequat del motlle, la font de calor i el plàstic fos en el procés de producció de plàstic modelat. En tercer lloc, modifica els processos i tècniques utilitzades en la producció de manera que es produeix menys mà d’obra i s’aconsegueix una major producció. Finalment, ajuda a mantenir la mateixa qualitat de la part reduint les variacions dels processos i els factors humans.
Tipus de maquinària de suport
Hi ha tres grans categories d’equips de suport que són essencials per al funcionament efectiu de les operacions d’emmotllament per injecció i inclouen: sistemes de manipulació de materials, equips de control de temperatura i sistemes d’automatització. Ara aprofundim en detalls cadascuna d’aquestes categories:
Equip de manipulació de materials
La distinció i les seves funcions es relacionen amb equips de manipulació de materials; És a dir, de manera que s’utilitzen grues mòbils per emmagatzemar, transportar i preparar les matèries primeres de plàstic abans que s’utilitzi la màquina de modelat d’injecció IE.
Carregadores de tremuja : els carregadors de tremuja s'utilitzen per a l'alimentació automàtica de pellets o grànuls de plàstic a les truges de la màquina de modelat d'injecció. A més, ajuden a prevenir el flux de retrocés dels materials i es poden instal·lar amb funcions addicionals, per exemple, controls de barreja i barreja de materials.
Assecadors i deshumidificadors : la majoria dels plàstics moderns són higroscòpics, cosa que significa que tendiran a xuclar la humitat de l’atmosfera. Almenys assecar els pellets i els broquets de deshumidificadors ajuden en aquest sentit abans d’entrar a la màquina de modelat per injecció per evitar defectes com S/W, propietats mecàniques inferiors, danys dels materials.
Granuladors i trituradors : els granuladors i les trituradores s’utilitzen en el procés de fabricació de plàstics reforçat intern per recollir materials plàstics en excés, com a molls, corredors i peces de ferralla, de manera que es puguin reutilitzar com a matèries primeres. Ajuden a reduir els residus de materials i al cost global de modelat per injecció, permetent de nou l’ús de plàstic en el mateix procés de modelat per injecció.
Unitats de control de la temperatura
Les unitats de control de la temperatura tenen un paper crític en el control de la temperatura del motlle i el material fos per evitar incoherències a l’hora de refredar i solidificar.
Xillers d’aigua : els refrigeradors d’aigua serveixen per passar l’aigua pels canals de refrigeració del motlle per congelar el motlle i la resina al seu interior. Ajudats amb aquests, és més fàcil mantenir la temperatura òptima del motlle, per tant, augmentant la qualitat de les parts modelada i, alhora, disminuint el temps del cicle.
Escalfadors d’oli : s’utilitzen escalfadors d’oli de motlle per augmentar la temperatura del motlle fins als nivells de treball abans que es realitzi la injecció. Aquests ajuden a una aplicació de calor uniforme i precisa que, al seu torn, ajuda a evitar problemes com les llimacs en fred o el farciment indegut.
Robots i sistemes d'automatització
Els sistemes robòtics i automatitzats serveixen per eliminar el treball manual i repetitiu a gairebé tots els processos del cicle de modelat per injecció, ja sigui eliminació de peces o fins i tot empaquetar els productes.
Sprue Pickers : Sprue Pickers són robots industrials convencionals que treuen el brot del motlle després de cada cicle complet. Això es fa per tal de disminuir els temps del cicle i la confiança en les habilitats humanes.
Robots d’eliminació de peces : Robots d’eliminació de peces, també coneguts com a robots Takout, transfereixen els elements modelat de la cavitat del motlle a un transportador o paperera en espera. Estan dissenyats com a eines versàtils que poden processar parts de diferents configuracions i dimensions, allà millorant l'eficiència i la uniformitat.
Sistemes d’embalatge automatitzats : els sistemes d’embalatge automatitzats, com ara els farcits de caixes o els segelladors de bossa, s’utilitzen per al toc final dels productes envasant -los en caixes o armaris de preparació per a l’emmagatzematge o l’enviament. Ajuden el procés de producció després de modelar i ajuden a estalviar en les despeses de treball.
Manteniment i resolució de problemes
És imprescindible realitzar un manteniment i resolució de problemes adequats per tal de mantenir les màquines de modelat per injecció i les màquines auxiliars en bones condicions de treball. Introducció de rutines de manteniment periòdiques ajuden a evitar els fracassos dels equips, allarga la vida útil dels equips i manté la qualitat del producte durant els cicles de mecanitzat. El manteniment realitzat quan es localitza un problema determinat serveix per reduir les pèrdues en els cicles de producció i, per tant, reduir els residus. Per tal de mantenir un alt nivell de rendiment del conjunt de modelat per injecció, s’ha de dur a terme l’atenció rutinària dels electrodomèstics segons el calendari de les tasques següents:
Neteja i lubricació
La tremuja, el barril i la boquilla de les màquines de modelat per injecció s’han de netejar regularment per evitar qualsevol contaminació o degradació de materials.
Per evitar la fricció i assegurar el funcionament adequat dels components en moviment, les barres de lligam, els pins d’exjectors i les superfícies lliscants s’han de greixar regularment.
S’ha de netejar la separació dels motlles amb cura sense brutícia o restes que puguin deteriorar la qualitat de les parts o llepar -se danyant les superfícies dels motlles.
Substitució de peces de desgast
Per assegurar -se que hi ha una sortida uniforme i per evitar avaries imprevistes, és important examinar i canviar periòdicament, per exemple, els escalfadors de barril, els termocopis i les puntes de la boquilla.
Observeu l'estat del cargol i el canó cònic i, si cal, substituïu la plastificació i la injecció adequades de materials.
Inspeccioneu el desgast o els danys i substituïu les parts del motlle com els nuclis, les cavitats i els pins d’exjectors per assegurar la qualitat de les parts modelada i evitar danys al motlle.
Calibració i ajust
Assegureu -vos que els controladors de temperatura, els sensors de pressió i altres dispositius de mesura es calibren periòdicament per mantenir la seva precisió i el control.
Millora els processos en relació amb cada combinació de materials i motlles alterant els paràmetres de la màquina, inclosos, però sense limitar -se a la velocitat d’injecció, manteniment de la pressió i el temps de refrigeració.
Confirmeu que les platges de modelat i les barres de corbata estan alineades correctament per evitar un desgast desigual a les barres de corbata i assegurar -se que la força de subjecció es distribueix uniformement.
Problemes habituals i consells de resolució de problemes de màquines de modelat i de suport per injecció
Tot i que és força freqüent mantenir la maquinària en bon ordre mitjançant pràctiques estàndard, alguns problemes solen produir -se a l’hora de realitzar les operacions de modelat per injecció. Afrontar els defectes comuns de modelat es poden realitzar mitjançant una sèrie de passos de la següent manera:
Marques de cremada i decoloració
Les marques de cremades i la decoloració de materials es produeixen generalment a causa del sobreescalfament dels materials o la tensió excessiva de cisalla als materials durant el procés. Per mitigar aquest problema, s’han d’ajustar els paràmetres del procés baixant les temperatures del barril i les velocitats d’injecció amb una bona ventilació de modelat per a l’eliminació de gas. També controleu el temps de residència de materials i comproveu la provisió de deflació per evitar les butxaques o gasos d’aire durant el farcit de la cavitat.
Trets curts i farciment incomplet
Les preses curtes de les parts que significa parts o seccions es deixen sense omplir o es faran un flux de material o una inadequació de pressió. Aquests defectes es poden corregir mitjançant la modificació adequada de les limitacions dels paràmetres: s’ha d’augmentar la pressió d’injecció i s’ha d’augmentar la velocitat d’injecció, s’ha de comprovar el pes del tret, així com escalfar el motlle. Els broquets obstruïts i els sistemes de corredors s’han de comprovar regularment per tal d’evitar aquests problemes de flux de materials.
Flash i desbordaments
La presència d’excés de material a la línia de separació o al voltant dels pins d’expulsió indica un desequilibri de pressió en el procés o desgast dels motlles. El flaix es pot contenir dins dels límits anteriors controlant els paràmetres d'injecció: pressió d'injecció, mida de tret i manteniment del sistema de pressió de retenció. Per tal de preservar el segellat adequat dels motlles, cal abordar el desgast de les parts relacionades amb les superfícies de la línia de separació i els pins d’expulsió mitjançant un manteniment freqüent dels motlles.
Warping i Inestabilitat dimensional
Diverses taxes de refredament i les tensions internes resultants causen Warping de la part i variacions dimensionals. Assoleix l'estabilitat dimensional optimitzant el disseny i el funcionament del sistema de refrigeració al màxim potencial: la configuració dels orificis del canal de refrigeració, les modificacions de la configuració del temps de refrigeració i la preservació de la temperatura consistent dels motlles. El disseny també ha de tenir en compte la ubicació de Les portes , les transicions cònies de gruix i els seus efectes sobre la contracció i les tensions diferencials.
Avantatges del modelat per injecció
Gran sortida i productivitat
Actualment, les màquines de modelat per injecció disponibles són capaces d’un nivell de rendiment molt elevat a causa de l’optimització del cicle i l’automatització integrada. Els sistemes de modelat per injecció d’alta velocitat són capaços de produir milers de parts en l’hora, on els cicles podrien durar de segons a minuts, depenent de la complexitat de la peça. També hi ha motlles multi-cavitat que distribueixen encara més aquest avantatge d’augmentar la capacitat de producció, permetent que la part geomètricament idèntica es pugui modelar diverses vegades alhora. A causa d'això, els sistemes avançats de control de processos asseguren que els paràmetres dels cicles es mantenen 'en la marca' mentre que 'fora de la marca' s'eliminen les quantitats de materials mitjançant un control precís i optimització dels corredors.
Repetibilitat en parts modelada
La tecnologia de modelat per injecció garanteix toleràncies dimensionals molt flables i una repetibilitat de part perfecta. Les velocitats d’injecció controlades per ordinador, perfils de pressió, zones de temperatura entre altres paràmetres crítics ajuden al manteniment del flux de material i l’embalatge de la part. Actualment, les màquines funcionen amb precisions dimensionals al voltant de ± 0,1 mm i els sistemes de garantia de qualitat de la qualitat complexos i d’última generació intervenen en el procés per salvaguardar dimensions importants de la part. És aquesta precisió la que permet construir geometries de tanta complexitat dirigides a l’ús en les zones on pertanyen les indústries de l’enginyeria mèdica, l’automoció i l’aviació.
Ampli espectre d’opcions de material
Un avantatge important del procés de modelat per injecció és la capacitat de treballar amb molts tipus de materials termoplàstics, cadascun amb propietats de rendiment úniques. Els materials acceptables podrien anar des de resines de baix cost com el polietilè i el polipropilè fins a plàstics d’enginyeria de rendiment costosos com PEEK o PPS, etc., i el material adequat sempre pot ser favorable per a un ús determinat. La versió actualitzada de les màquines de modelat per injecció és capaç de processar compostos reforçats, resines dissenyades i altres additius especialitzats, com a resultat de les parts fabricades, han millorat les propietats mecàniques, la calor elevada i la resistència química.
Llibertat i complexitat en la conformació
Alguns procediments de modelat per injecció últims permeten fabricar peces amb geometries molt complexes per a les quals altres mètodes no serien poc pràctic. Els dissenys avançats de motlles inclouen funcions com ara subcontractes, fils interns i frontisses vives totes presents en una sola part. El modelat d'injecció multimaterials permet fabricar peces amb propietats de material diferents, mentre que la decoració i el muntatge en moviment minimitzen la necessitat d'operacions secundàries. A més, les tècniques de modelat d'injecció assistida per gas i d'escuma aconsegueixen dissenys lleugers i òptims sense comprometre la integritat de les parts.
Conclusió
Independentment del procés de fabricació que s’utilitza per fabricar plàstics, totes les indústries de processament plàstica actuals han de tenir màquines d’emmotllament d’injecció i els seus equips auxiliars. Aquestes màquines van des de premses hidràuliques de funcionament ràpid fins a una mecanització de modelat d'injecció elèctrica ben dissenyada, que ofereixen grans volums de producció i qualitat de les parts modelada. El coneixement de tots els paràmetres de procés, els motius de l’elecció de determinades classes de màquines de suport i les directrius per al seu funcionament i reparació permeten assolir la màxima eficiència en els processos de producció.
Team MFG ofereix serveis de modelat per injecció per a peces de plàstic, incloent assistència en selecció d’equips per a processos de modelat, personalització de tecnologies existents i resolució de problemes. Poseu -vos en contacte amb els nostres enginyers que oferiran serveis de modelat per injecció a mida per satisfer les vostres necessitats de fabricació.
Fonts de referència
Màquina de modelat per injecció
Modelat per injecció
Preguntes freqüents
Quines són les principals diferències entre les màquines de modelat per injecció de plàstic i les màquines de modelat per injecció de metall?
Quan es tracta de màquines de modelat per injecció metàl·lica (MIM), utilitzen les temperatures i pressions més elevades que la de les màquines de modelat per injecció de plàstic. A més, les màquines MIM requereixen alimentadors especials addicionals i una màquina de debilitat per a l’ús de pols metàl·lics i per a l’eliminació d’enllaços un cop realitzat el modelat.
Es pot utilitzar una màquina de modelat per injecció d'escriptori per realitzar modelat per injecció només per a escales petites?
Certament, els enginyers i dissenyadors utilitzen petites màquines d'injecció òptica anomenades màquines de modelat d'injecció d'escriptori, també conegudes com a màquines de modelat d'injecció o micro. Aquestes màquines estan destinades a produir petites parts de menors volums que les que ofereixen les màquines de modelat per injecció de mida completa.
Què és un kit de Workbench de modelat per injecció i com ajuda al desenvolupament de productes?
Un kit de treball de modelat per injecció és un equip d’explicacions autoexplicats dissenyat per a tinkerers que normalment s’ajusta al perfil d’una màquina de modelat d’injecció d’escriptori i a poques altres serveis. Generalment, ajuden els dissenyadors i els enginyers a crear i avaluar ràpidament les parts modelades per injecció, permetent així un canvi més ràpid de comercialitzar amb despeses més baixes.
Quina maquinària de suport és adequada per a la meva operació de modelat per injecció?
Mentre seleccioneu la maquinària de suport per a la vostra operació de modelat per injecció, alguns dels factors que heu de mirar inclouen el volum de producció previst i els requisits de la part en termes de materials, geometria i grau d’automatització. Parleu amb proveïdors d’equips o especialistes en plantes sobre els equips auxiliars ideals per a la vostra aplicació particular.
Quina ajuda és l’avaluació dels riscos de seguretat en l’ús d’una plantilla de màquina d’emmotllament d’injecció?
Una plantilla d’avaluació del risc per a la modelització de modelat per injecció en la identificació de perill, l’avaluació del risc i el control del risc. La capacitat de risc d’avaluar els perills d’activitat és essencial en la majoria dels entorns de fabricació moderns. De fet, és gairebé un requisit previ en qualsevol activitat que mantingui un entorn de treball saludable i segur. L’ús d’una àmplia i completa avaluació del risc de la plantilla de modelat per injecció permet als fabricants crear un entorn més saludable i complir els estàndards de seguretat de la indústria predominant.
